平面中能否寫下不可數個8 乙個有趣的數學問題

2021-07-30 21:32:58 字數 926 閱讀 1248

問題源於33iq,感謝杭電理學院王老師的幫助和    matrix67: the aha moments  的文章提供思路。

要弄清楚這個問題,首先要明白數學中「可數、不可數」的概念。這裡的「可數不可數」與「有限無限」是不一樣的,可數是指可以乙個個數出來,即用整數進行編號,而與是否有限並無關係。有限的數集一定是可數的,而無限的數集未必就是不可數的。比如正整數序列1,2,3...,隨你指定乙個數,我們從1開始乙個個的數下去,總能數到那個數,謂之可數。

「對於任意乙個 8 字形,在兩個洞裡各取乙個有理點 p 、 q (由於平面上的有理點是稠密的,這是總能辦到的),則稱這個 8 字形圈住了有理點對 (p, q) 。注意到由於 8 字形不能相交,因此兩個 8 字形不可能圈住同一對有理點。由於平面上的有理點對是可數的,因此 8 字形的數量也是可數的。」

所以為什麼有理數對是可數的呢?這裡需證有理數是可數的。此處引入康托的對角論證法證明有理數可數而無理數不可數

有理數的「數法」,用這種方法,易知我們總能數到你想數到的某個數。因此有理數是可數的

對於無理數(以0~1之間為例),如果我們構造乙個無理數,令其小數點後第一位與第乙個數不同,第二位與第二個數不同......總存在不在的數,因此你指定的數是怎麼也數不到的,(0,1)區間如此,遑論全體無理數,因而無理數不可數。

到這裡,「有理數可數」這條結論就很清楚了,那麼能不能畫出不可數個「8」自然也就很明了咯。

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